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正确收集粉尘可减少热喷涂危害

作者:广州新瑞环保     来源:www.xinruiep.com     发布时间:2018-06-11 14:35:33

粉末喷涂过程中产生的细小灰尘颗粒可能含有多种有潜在健康风险的金属。合适的除尘系统可以保证工人的安全,并符合法规的制造商。

热喷涂

如果控制不当,热喷涂过程会产生一系列威胁工人健康和安全的污染物。你的设施有风险吗?

要了解可能存在的问题,您需要知道热喷涂过程中发生了什么。它是一种工业涂层工艺,它通常以粉末或金属丝的形式在热源(如火焰)中熔化材料,然后将微小液滴以高速喷射到表面上。存在几种热喷涂变体,大多数涉及不同的设备,材料,气体,粉末和电线。由于其沉积速率高,该工艺通常用于在大面积上涂覆厚涂层。

真正的风险来自过程中产生的细小尘埃颗粒。解决这一风险的最好方法是建立一个专门设计用于热喷涂应用的除尘系统。这样可以使系统最大限度地降低风险并确保合规性。

健康和排放危害

这些尘埃颗粒可能含有多种有潜在健康风险的金属。进入的主要途径是呼吸系统。其他可能的途径是眼睛,摄入和皮肤接触。

镍是最常见的过敏原,被国家职业安全与健康研究所列为潜在的职业性致癌物,并被列为国际癌症研究和国家毒理学项目清单的致癌物。暴露于镍和氧化镍可能会导致金属味,恶心,胸闷,发热和过敏反应。长期过度接触可能导致肺纤维化或尘肺。眼睛和皮肤也可能受到影响。长期吸入铝可能引发呼吸问题,从简单的咳嗽到急性肺水肿。已报道一些罕见的肺纤维化病例。

六价铬也称为六价铬或六价铬,是一种致癌物质,具有长期不利的健康影响。它可以由等离子弧产生; 火焰,包括高速氧燃料(HVOF); 和电弧喷涂工艺。当与热喷涂相关的高能量暴露时,几乎任何含铬材料都能产生六价态。氧化铬,MCrAlY和镍铬是在喷涂时产生六角铬的材料。

六价铬过度接触会导致短期上呼吸道症状和眼睛或皮肤过敏。长期来看,与六价铬暴露相关的最大健康危险是肺癌。其他主要健康影响包括对上呼吸系统的损害以及过敏性和刺激性接触性皮炎。呼吸道问题可能包括吸入对粘膜的损伤,鼻孔间鼻腔组织的穿孔以及肺部损伤。另外,对眼睛,皮肤,肝脏和肾脏可能造成伤害。

进行空气采样以表征工作人员暴露于空气污染物的情况,并确定金属烟尘,烟尘,气体和蒸气的浓度是否超过允许限值。确保工作人员不会接触到热金属喷雾器发电机的废气。一些公司采取了更进一步的措施,让员工进行血液检测,以确保金属含量不会影响他们的健康。

热喷涂室

可燃粉尘火灾和爆炸危险

工人吸入有害金属粉尘或吸收其他有害金属粉尘是一个关键问题,但这不是唯一的问题。在正确的浓度下,空气中的金属粉尘颗粒也可能造成爆炸危险。粉尘样品应经过测试以确定可燃和爆炸性质。爆炸性测试对于确定最佳的应用粉尘收集系统,以及在除尘器和相关部件上使用防爆或防爆设备至关重要。各种因素,如金属的纯度和副产品,水分和氧化物的存在,可能会影响合金粉尘的爆炸性。

由熟悉过程的工程师进行危害分析,还需要确定特定于应用的各种可燃性粉尘爆燃,火灾和爆炸危险。

粉尘控制的一般设计注意事项

粉尘控制主要由粉尘收集系统提供。但是,有些问题与展位结构和控制更具体相关。展位设计需要与良好的通风流量和控制联系起来。在关于展位,涂层箱或引擎盖设计的早期设计决策中,布局会对建立良好通风流动的能力以及将过滤废弃粉末引导至过滤系统的能力产生重大影响。展台布局对以下通风问题有直接影响。

气流和速度

工作台布局影响总气流量并确定速度。空气流速对粉尘收集系统捕集粉尘颗粒并将粉尘颗粒带入通往过滤器的管道系统的能力具有重要影响,而不是让它们在展台地板,墙壁和工具上沉降并堆积。不适当或过多的气流会影响喷雾模式和火焰方向。

负压

在设计合理的除尘器中,排风扇会在展台上产生负压。当展位门关闭且系统正在运行时,此负压状态可防止灰尘/空气逸出展台。

层流

最平稳的空气流动有助于确保从过程区域有效去除灰尘,并将其带入通向除尘器过滤器的管道。湍流可能造成涡流和低压区域,导致灰尘被气流困住或掉落。

计时器

建议使用计时器,直到过程关闭后经过预设时间才能进入工作间。进入计时器应有足够的时间清除有害物质的空气。

在设计排气系统时,您应该评估每个过程和用于喷雾操作的过程输出。特别是,依靠热喷涂工艺的商店需要考虑采用以下设计的除尘系统:

  •       •气体。使用和生产的气体取决于热喷涂过程。HVOF是一种使用爆炸性或可燃气体和氧气的燃烧过程。等离子枪主要使用惰性气体,但也可以使用氢气,这是一种爆炸性气体。可以使用除尘系统来防止可燃/爆炸性气体的积聚。在任何情况下,任何喷涂室都不允许有可燃物产品的堆积,因为热喷涂过程本身就是一个可靠的点火源。

  • 在计算用于确定必要的通风气流以及展位大小时应考虑气体的总流量。还应考虑气体类型,展台尺寸以及喷涂部件的尺寸,以确定通风气流。喷雾过程中使用的材料类型和形式及其相关危害也各不相同。在设计阶段应该记录的其他项目列在系统设计侧栏的检查清单中。

  •       •反应副产物(放热)。用于热喷涂的气体,材料和粉末可产生各种反应副产物,这些副产品在集成热喷涂系统的整体设计中必须考虑。例如,水蒸汽可以从燃烧过程的废气中冷凝并且与空气处理和过滤系统中累积的灰尘颗粒(例如铝粉尘)接触。这种相互作用会释放氢气,导致潜在的爆炸或易燃状态。不应将空气再循环回建筑物内或返回到展台内。另外,可能发生放热反应,导致足够的热量积聚以启动金属火灾。而且,由于金属粉末暴露于喷雾过程的高温,金属粉末可以形成复杂的金属化合物(如六价铬或羰基镍)。

  •       •热量。热喷涂过程会产生过多的热量,从而会升高排气温度。该过程中的热量可能会因摊位内的气流而被稀释。展台内的气流不足可能导致危险的排气温度。(如果没有展台,并且使用源捕获系统,则必须在周围空气中放气。)建议不要让空气温度超过滤筒的设计规格。

选择合适的除尘器

过滤显然是正确工作的粉尘收集系统的重要组成部分。您需要记住这些影响过滤性能的因素:

  •       空气对布(A/C)比是指进入除尘器的空气或工艺气体以立方英尺每分钟(CFM)的量除以除尘器中过滤介质的平方英尺。较高的A/C比率允许使用初始成本较低的小型除尘器,但这可能会导致性能问题和较短的过滤器寿命。过高的A/C比可能会导致灰尘绕过过滤器并释放到大气中。因此,建议在热喷涂操作中采用滤筒除尘器保守的空气布比。电弧(双丝电弧)喷雾通常产生大量的烟雾,烟雾和过喷。需要较低的A/C比率来处理这些条件而不会堵塞或堵塞过滤器。如果在任何热喷涂过程中产生的过量灰尘和烟雾使过滤器堵塞,系统中的空气量和管道系统中的传送速度会降低。

  •       次级过滤系统 -有时被称为后过滤器,末级过滤器或安全监控过滤器 。通常建议在主过滤系统下游使用。对于涉及处理某些有害粉末和金属(如镍和铬)以及将废气排放到大气中的应用,它们通常也是必需的。

  •       安全监控过滤器使用高效微粒空气过滤器(HEPA)来提高干燥系统的捕尘效率,并在发生空气泄漏时提供后备保护。空气通过介质以捕获99.97%的小至0.3微米的细小颗粒。这些装置必须与普通的除尘器一起使用,因为它们不能处理大量的微粒和烟雾。

  •       由于气态副产品如臭氧,一氧化碳和热喷涂过程中产生的一氧化二氮,专家们不建议将除尘器下游的空气再循环作为一般惯例。但是,在特殊情况下,使用安全监控过滤系统可能会让空气通过设备再循环,以减少热量损失,并在寒冷气候下节约能源。另外,在一些情况下,与除尘器结合使用的热交换器可以允许热喷涂应用中的空气的安全再循环。这样的系统需要仔细的设计和密切的操作监控以确保安全操作。

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除尘器